JPH02501895A - 表面振動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 表面振動装置 発明の背景技術 本発明は、運動性を決定する方法および装置に関する。

複雑なコントロールシステムは、胃および腸の収縮の長さおよび連続を調節する 。このコントロールシステムの完全な形は、食物が消化液と適切に混合し、栄養 素の適切な消化および吸収を許容する正確な割合で腸の長さに沿って押し進むこ とを確保することである。

胃および腸のこの活動（すなわち、収縮の長さおよび連続）は、運動性として知 られている。コントロールシステムが複雑であるために、故障が頻繁に発生し、 胃腸の運動性が不調になることは普通である。これらの不調の程度は、致命的な ものから慢性症状的なものがある。

運動性不調は普通であるが、おそらくその不調の研究の技術が制限されているた めに、運動性不調はほとんど理解されていない、この技術には、一つのまたはそ れ以上のチューブまたは圧力ピルの飲み込みによる腸内の圧力変化の測定が含ま れている。胃腸管の長さは２６フイートであるので、従来の技術では胃腸管の長 さに沿って僅かな場所での情報しか得られない、したがって、従来の技術は、困 難かつ不快であり、少数の患者のみに通している。

胃腸管の収縮は、音響スペクトルの内側と外側の振動エネルギーできる。音響ス ペクトルの内側に存在する振動エネルギーは、聴診器により腸音として検出でき 、従来は、腸音のみを捕獲していた。

初期の研究においては、音は短期間に亘って捕獲され、その信号の全ての特性は 主観的又は音量であった。また、ある研究において、信号解析が行われたが、記 録時間が短く、結果は説得的なものではなかった。従来の技術の全ては、信号捕 獲のための微量拡大器に依存していた。微量拡大器は音響スペクトルを処理し、 一般には、振動エネルギーから電子信号に変換するための空気層に依存している 。

このため、微量拡大器は、空気を介して伝達される他の振動干渉、例えば影雑音 に敏感である。

発明の要約 本発明に従って、胃腸管の収縮により発生する腹部の振動に応じて信号を産出す る手段に腹部の外表面を接触すること、前記振動を検出し、これにより前記信号 を産出すること、および前記信号を解析することからなる運動性を決定する方法 が提供されている。

また、本発明に従って、腹部の外表面の振動に応じて信号を産出する手段に前記 外表面を接触すること、および前記振動を検出し、これにより前記信号を産出す ることからなる運動性に対応したデータを発生する方法が提供されている。

振動は、好ましくは音響スペクトルを超えた広い範囲の周波数に亘って、最も好 ましくは２〜６０．０００ヘルツの周波数範囲に亘って検出される。

得られた信号は、胃腸管の収縮により発せられ以外の要素、例えば、大動脈の収 縮からの要素を除去するために、ろ過されるのが好ましい、このことは、低周波 数、例えば４０ヘルツ以下の振動をろ過することにより、達成できる。また、信 号は、好ましくは固定ゲインで増幅してもよい。

さらに、本発明に従って、胃腸管の収縮により発生する表面の振動に応じて信号 を産出する手段、および産出された信号を解析する手段とからなる運動性の決定 に使用される装置が提供されている。

信号を産出する手段は、加速度計のような変換器であるのが好ましい、加速度計 は、高電圧ｉ度、低音響感度、広周波数範囲および高共振周波数を有する広動的 範囲を与えることにより、従来技術で使用されている微量拡大器に対して利点を 有している。

ろ過手段は、選別された振動周波数に対応する信号要素から除去するために、変 換器と共に設けられ、その結果、信号は胃腸管の収縮から発せられた振動周波数 に集中される。実際、広周波数範囲の変換器は大動脈からの振動を検出すること が知られ、これらの大動脈振動は、４０ヘルツ以下の周波数で、１４ヘルツと２ ０ヘルツの所でピークになることが確認されている。したがって、ろ過手段は、 そのような低周波数を表わす信号の通路を妨害できる点で有利であり、これによ って大動脈干渉を除去できる。

また、産出信号は、音響スペクトルを超えた範囲、好ましくは２〜６０，０００ ヘルツの周波数範囲に亘る振動に対応する。

変換器の振動腹部表面の応用は、空気層を介することなく振動の直接検出を提供 し、これにより、大きな干渉なしに広範囲の振動周波数の検出が可能となる。

増幅手段を本発明の装置に含めることができる０例えば、インパルスレベルメー ターのような固定ゲイン増幅器が好ましい、信号は、低マグニチュードの電荷の 形態であるのが好ましい、この電荷は、電圧に変換され増幅される。また、分離 タイム区間に亘る信号を合計、平均または積分する手段を設けてもよい、この手 段は、デジタル積分器の形状でもよい、データ貯蔵手段または表示手段を含めて もよい。

本発明の方法および装置は、人体の外部に適用され、したがって、患者が圧力ピ ルまたはチューブを飲み込むことが要求されていた従来の技術に関連する不快さ を除去することができる。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の装置の一実施例を示す概略図、第２〜９図は第１図の装置を患 者に使用して得られた結果を説明しているチャートである。

発明詳細な説明 第１図において、本発明の実施例の装置は、患者の腹部４に配置されている圧電 気−電気機械変換器２（本実施例においては、プルエルークジャエルタイブ４３ ７０）を有している。変換器２は、２から６０ヘルツの周波数応答を有している 。

変換器２は、胃腸管の収縮を示す目標信号を損なわないように、大動脈の好まし くない振動の特性を示す信号要素から除去するように選択された一連のバイパス ろ過６に導入される電気信号を産出する。　８０から３．０００ヘルツで平坦な ゲインを有する４ボールバイパスろ過が使用されている。８０ヘルツ以下では、 その信号はオクターブにつき２４デシベルの割合で減衰する。　３０００ヘルツ 以上では、信号は徐々に減衰し高周波電子雑音を除去して、２０キロヘルツで１ ０デシベルの減少となる。ろ過６は胃腸信号の小さな部分を特に低周波で必然的 に除去するが、全体の結果から見ると特に重要ではない。

ろ過された信号は、ろ過６から校正装置８に進み、固定発振器出力に対して校正 され、そしてインパルスレベルメーター１０に進み、絶えず変化している信号に 対する素早い応答を達成するために、信号は固定ゲインで増幅される６本実施例 においては、選択可能な入出力感度を有するプルエルークジャエル型２６２６増 幅器が使用されている。これにより、変換器２の正確な感度が供給され、増幅器 の感度を出力が０．００１ボルト／ゲインから１０ポルト／ゲインまで校正され るようにセントする。

増幅された信号は、磁気テープ又はディスク１２に貯蔵され、同時にデジタル積 分器１４により処理される。積分器１４は、全スタディ区間にわたって５柱間隔 で蓄積された信号振幅を測定し、また信号測定に対する数値も与える。

チャートレコーダー１６は、結果をグラフで表示するために積分器１４に連結さ れている。

本実施例における貯蔵手段は、記録中に信号のオフテープモニタリングを許容す るυｈｅｒ　４４００　Ｒｅｐｏｒｔ　Ｍｏｎｔｔｏｒである。この装置の周波 数応答は、６４デシベル以上のノイズ比に対する信号で、７．５インチ／秒の速 度で２０−２５．０００ヘルツである。レコーダー１６は、結果を測定できるよ うに校正され、校正装置８は、各記録のスタート時の通常入力信号の代わりに１ 分間レコーダーに供給される１キロヘルツの振幅が安定した固定周波数信号を産 出する。この信号は繰返し測定され、その結果は敏感な振動に対し補正するため に使用される。

１０．０００ヘルツの最大信号周波数に関しては、従来のアナログ−デジタル変 換による長い信号の正確な処理および測定は、膨大な量のデータの操作が要求さ れる。実際には、胃音エネルギーのデジタル化および電算機化の概念を扱ってい た従来の研究は、意味のある解釈を不可能にする極短期間信号、例えば５〜２０ ミリセ力ンド期間信号の解析に対するこれらの技術的考察によって制限されてい た。デジタル積分器１４は、この問題をセントタイム区間、例えば５秒区間にわ たるトータルデータ積分を含んだ方法により処理している。これにより、胃腸活 動の従来のテストに対して、積分された信号の正確なデジタル化および長期間信 号の許容された捕獲および解析を可能にしている。

本実施例におけるデジタル積分器は、必要動作範囲よりも大きな範囲にわたって 線形応答を有するように意図的に設計されている。　。

各連＠５秒区間に亘る平均信号レベルを供給するデジタル積分器の出力は、チャ ートレコーダー１６に供給される。

本発明の実施例の装置は種々の研究を行うのに使用することができる０例えば、 （１）ファスティング位相における研究ここでの結果は、健康な組織を冒さない 方法により、患者に長いチューブ又はレディオカプセルを飲み込んでもらうこと によりのみ検出できたパラメーターを検出することができる。このパラメーター はＭＭ　Ｃ（ｍｉｇｒａｔｉｎｇ　ｍｏｔｏｒ　ｃｏｍｐｌｅｘ）と呼ばれ、Ｍ ＭＣは本質的には胃の活動と無活動のリズム連鎖である。ＭＭＣは、運動性測定 の基礎である。

（２）食物に対する反応を示す研究 現時点では、食物に対する反応は、出願人による方法以外は出願人には知られて いない、しかしながら、食物に対する胃腸の反応は明確に示され、本発明の技術 によって数値的に測定す漬ことができる。

（３）胃腸管の薬剤刺激の効果を測定する研究従来、薬剤刺激の測定は、非常に 困難であり、前記挿管法が要求される。

（４）手術が胃に及ぼす影響の証明 手術直後、胃および腸は、不定期間“寝つり°、この状態は、“後活動腸閉塞” として知られている。この期間中、胃および腸は機能していないため、患者は食 物をとることができず、手術後の回復は遅れる。後活動腸閉塞は不定期間継続し 、本発明の装置および方法は、その不定期間の研究を実施するため、および薬剤 が与える影響を検査するために使用される。従来の技術では、挿管法が手術後の 患者に不快を与えるために、これらの研究は実用可能ではない。

（５）慢性腸障害の診断 胃が完全に閉塞されたとき、患者は激烈に不快になるが診断は容易である。障害 が部分的であるときは、患者は慢性症候を有するが診断は極めて困難である。従 来、唯一の診断方法は、臨床疑いおよび手術による確認だった。いくつかの場合 には、疑いが確認されず、患者は不必要な手術を受ける０本発明の方法および装 置により、慢性腸障害の診断は容易になり、チャートレコーダー１６上に得られ る高エネルギーピークは特徴的である。

このシステムは、信号振幅の測定、長期間信号の貯蔵および全スタディ−期間に 亘って１分間の区間でエネルギー測定をチャートするリアルタイムデータロジン グを供給するため、開発の基礎として使用することができる。

第２〜７図は、第１図のようなチャートレコーダーから得られた結果を示してい る。

第２図は、ファスティング位相を示している。４時間の区間に亘って静止の区間 に介在する活動のピークが明確に示されている０校正信号（ａ）の後にピーク（ ｂ）が続き、その後に静止（Ｃ）に戻っている。それから、徐々に変化している エネルギー（ｄ）、ピーク（ｅ）および静止（５）が続いている。このパターン はＭＭＣに類似している。

第３図は、固形食に対する反応を示している。Ａは校正信号、Ｂはファスティン グ活動、Ｃは固形食のための８分間の休止を示している。固形食に対する胃腸の 反応はＤで明確に示されている。

第４図は、薬剤刺激に対する反応を示している。この結果は、第３図における患 者と同一患者から得られ、同一の固形食後に得られた。しかし、今回は、薬剤刺 激後に得られたものである。ａは校正信号、ｂはファスティング位相、Ｃはファ スティング位相におけるシザプライドに対する反応（薬剤は静脈内に投与されて いるので、反応は素早い）、ｄは食物のための８分間の休止、ｅは固形食後のシ ザプライドに対する反応である。

第５図は、後活動腸閉塞を示している。記録は、予想されるように平坦である。

胃および腸は、手術後、“寝り”、患者に与えられた食物に対して反応を示して いない。

第６図は、慢性腸障害を示している。ａは校正信号、ｂはファスティング位相、 Ｃは固形食のための休止、およびｄは固形食に対する反応である。Ｒ繁に発生す る高エネルギービークが特徴的である。

第７図は、本発明の方法および装置のデータロジング容量の一例を示している。

この例では、タイム区間は１分間の期間であった。

第８〜９図は、通常反応と比較した固形食に対する反応を示している。これらの チャートは、異常反応を有する患者から得られた。

第８図におけるチャートは胃腸管内の障害と一致している遅れた活動を示してい るが、第９図におけるチャートは第５図に類領した低活動を示している。各ケー スにおいて、斜線部Ｘは通常反応領域を示し、したがって各患者の反応が正常（ Ｘ内にある）が異常（Ｘ外にある）かを簡単に確認することができる。

本発明の方法および装置は、食物と刺激に応じた患者からの結果を与えるだけで なく、胃腸管の中立静止状態の情報を与える。したがって、例えば、ＭＭＣを研 究することができる。ＭＭＣによって産出された振動信号は低振幅であるが、患 者のファスティングパターンを変えることなく、振幅を増幅するために液体を投 与することができることが確認できた。

（ｘ　ｔｏｏｏｏノ （Ｘ　１０００θり 国際調査報告 ｍａ町ｎ＊ｙ１ｈｍｍｍｍ、　ｐ（７／ＧＢ　２１３１００９２１国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．胃腸管の収縮により発生する腹部の振動に応じて信号を産出する手段に腹部 の外表面を接触すること、前記振動を検出し、これにより前記信号を産出するこ と、および前記信号を解析することからなる運動性を決定する方法。
2. ２．２から６０，０００ヘルツの周波数範囲内の振動が検出されることを特徴と した請求項第１項記載の方法。
3. ３．低周波数の検出振動がろ過されることを特徴とした請求項第１項又は２項記 載の方法。
4. ４．前記信号が分離されたタイム区間に亘って積分されることを特徴とした請求 項第１項、２項または３項記載の方法。
5. ５．前記信号が増幅されることを特徴とした請求項第１項、２項、３項または４ 項記載の方法。
6. ６．腹部の外表面の振動に応じて信号を産出する手段に前記外表面を接触するこ と、および前記振動を検出し、これにより前記信号を産出することからなる運動 性に対応したデータを発生する方法。
7. ７．胃腸管の収縮により発生する表面の振動に応じて信号を産出する手段、およ び産出された信号を解析する手段とからなる運動性の決定に使用される装置。
8. ８．分離タイム区間に亘って前記信号を合計、平均または積分する手段を含んで いることを特徴とする請求項第７項記載の装置。
9. ９．選別された振動周波数に対応する前記信号の部分をろ過する手段を含んでい ることを特徴とする請求項第７項または８項記載の装置。
10. １０．前記信号を増幅する手段を含んでいることを特徴とする請求項第７項、８ 項または９項記載の装置。